JP2020004581A - Surge protection element and method of manufacturing the same - Google Patents

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JP2020004581A JP2018121927A JP2018121927A JP2020004581A JP 2020004581 A JP2020004581 A JP 2020004581A JP 2018121927 A JP2018121927 A JP 2018121927A JP 2018121927 A JP2018121927 A JP 2018121927A JP 2020004581 A JP2020004581 A JP 2020004581A
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Yoshitaka Mayuzumi
良享 黛
酒井 信智
Nobutomo Sakai
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Abstract

To provide a surge protection element, having a functional film such as a trigger film between electrodes, capable of producing a very narrow gap at a low cost and a method of manufacturing the same.SOLUTION: The surge protection element includes: an insulating tube 2; a pair of sealing electrodes 3 for closing both end openings of the insulating tube and sealing a discharge control gas therein; and an interval adjusting member 4 for defining an interval between the pair of sealing electrodes, by being sandwiched between opposing surfaces of the pair of sealing electrodes in a state where a part is left open as a discharge space S between the pair of sealing electrodes. The interval adjusting member includes: an insulating portion 6a for electrically insulating the pair of the sealing electrodes from each other; and a functional portion 6b containing a conductive material in a state where a part thereof is exposed to the discharge space.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、落雷等で発生するサージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐのに使用するサージ防護素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a surge protection element used to protect various devices from a surge generated by a lightning strike or the like and prevent an accident from occurring, and a method of manufacturing the same.

電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器用の電子機器が通信線との接続する部分、電源線、アンテナ或いはCRT、液晶テレビおよびプラズマテレビ等の画像表示駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電圧(サージ電圧)による電撃を受けやすい部分には、異常電圧によって電子機器やこの機器を搭載するプリント基板の熱的損傷又は発火等による破壊を防止するために、サージ防護素子が接続されている。   Telecommunications equipment such as telephones, facsimiles, modems, etc., connected to communication lines, power lines, antennas or image display drive circuits such as CRTs, liquid crystal televisions and plasma televisions, abnormal voltages such as lightning surges and static electricity A surge protection element is connected to a part which is easily affected by electric shock due to (surge voltage) in order to prevent an electronic device or a printed circuit board on which the device is mounted from being damaged by heat or fire due to abnormal voltage.

従来、例えば特許文献1には、ガラス管内で対向する金属部材の間に導電被覆した部材を挟んだマイクロギャップ式サージ防護素子が記載されている。このマイクロギャップ式サージ防護素子では、導電被覆した部材の中央に数μm〜数十μmのスリット(ギャップ)を設け、規定の電圧以下では対向する金属部材間に電流が流れない構造となっている。そして、設定した電圧を超えると、スリット間にアーク放電が発生し、対向する金属部材間に電流が流れるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Patent Literature 1 describes a microgap type surge protection element in which a member covered with conductive coating is sandwiched between metal members facing each other in a glass tube. This micro-gap type surge protection element has a structure in which a slit (gap) of several μm to several tens μm is provided at the center of a conductively coated member, and no current flows between opposing metal members below a specified voltage. . When the voltage exceeds the set voltage, an arc discharge occurs between the slits, and a current flows between the opposed metal members.

このサージ防護素子は、ガラス管のガラス軟化による形状変化能と、金属との接合特性とを利用したデバイスであり、量産性にも優れていることから幅広い分野で活用されている。
また、特許文献2には、セラミックス又はガラス等で形成された円筒体と、電気絶縁性のリング状スペーサを介在させることにより所定距離の空間を隔てて対峙する一対の電極とを備えたサージ防護素子が記載されている。このようなサージ防護素子のように、対向電極をアルミナ等のセラミックス製円筒体で封止したサージ防護素子はアレスタと呼ばれている。
This surge protection element is a device that utilizes the shape changeability of a glass tube due to softening of glass and the characteristics of joining with a metal, and has excellent mass productivity, and is therefore used in a wide range of fields.
In addition, Patent Document 2 discloses a surge protection device including a cylindrical body formed of ceramics or glass, and a pair of electrodes facing each other with a predetermined space therebetween by interposing an electrically insulating ring-shaped spacer. An element is described. A surge protection element in which the opposing electrode is sealed with a ceramic cylindrical body such as alumina as in such a surge protection element is called an arrester.

また、特許文献3には、絶縁性管と、絶縁性管の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止する一対の封止電極と、一対の封止電極の内側に設けられて内方に突出した一対の突出電極部材と、絶縁性管の内周面に導電性材料で形成されたトリガ膜とを備えているサージアブソーバが記載されている。
このサージアブソーバでは、絶縁性管の内周面にカーボン等の導電性材料で形成されたトリガ膜を形成し、このトリガ膜を介してトリガ放電を発生させることで、安定した放電特性を得ている。
Further, in Patent Document 3, an insulating tube, a pair of sealing electrodes for closing the opening at both ends of the insulating tube to seal the discharge control gas therein, and a pair of sealing electrodes provided inside the pair of sealing electrodes A surge absorber includes a pair of protruding electrode members protruding inward and a trigger film formed of a conductive material on an inner peripheral surface of an insulating tube.
In this surge absorber, a trigger film made of a conductive material such as carbon is formed on the inner peripheral surface of the insulating tube, and a trigger discharge is generated through the trigger film to obtain stable discharge characteristics. I have.

特公昭63−57918号公報JP-B-63-57918 特開昭63−318085号公報JP-A-63-318085 特開2017−54586号公報JP 2017-54586 A

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、ガラス被覆型マイクロギャップ式サージ防護素子は、ガラスと金属部材との接合性が良好であり、ガスの封止性や、大気や水分の遮断性等の優れた信頼性を有しているが、マイクロギャップを構成するスリット幅が狭いと共に、マイクロギャップ周辺を形成している導電性被覆の厚さが数十μmと薄いため、サージ耐量は1500A程度が限界であった。また、導電性被覆の成膜工程やマイクロギャップを形成するためのレーザ加工工程が必要であり、工程が複雑になると共に作製に時間が掛かり、高コスト化してしまう不都合があった。
一方、アレスタ型サージ防護素子は、直径5mmの製品における耐量が2000Aであり、直径8mmの製品における耐量が5000Aであり、ガラス被覆型マイクロギャップ式サージ防護素子よりも高いサージ耐量特性を有している。このようなアレスタ型サージ防護素子は、高信頼性が要求される大型家電、太陽光発電及び上下水道といったインフラ設備向け等に採用されている。なお、アレスタ型サージ防護素子は、金属とセラミックスとの接合において、高価な接合剤(銀系ロウ材)や、ガラス製円筒部材より高価なアルミナ製円筒部材が必要となる。さらに、セラミックスと金属部との接合には非常に高い技術が必要であると共に、電極内部に電極補助材(グラファイト等)を設けたり、電極保護及び放電助長の目的で対向電極表面に誘電材料を付与したりする必要があり、製造工程が複雑となっている。そのため、製造費用がガラス被覆型マイクロギャップ式サージ防護素子と比べて大幅に上昇する傾向にあった。特に、静電気対策に用いる場合では上記マイクロギャップのような非常に狭い間隔で対向する電極を互いに離間させる必要があり、高精度にギャップを設定することが困難であった。
また、絶縁性管の内周面にトリガ膜を形成したサージ防護素子では、絶縁性管の内周面にトリガ膜を形成する工程が必要であると共に、絶縁性管の内周面の所定位置にトリガ膜を形成することが難しいという不都合があった。このように、トリガ膜のように導電性材料で形成された機能性膜を絶縁性管の内周面に設けることは、製造工程及び製造コストの増大を招いていた。
The following problems remain in the above-described conventional technology.
In other words, the glass-coated microgap surge protection element has good bonding properties between glass and metal members, and has excellent reliability such as gas sealing properties and air and moisture blocking properties. However, since the slit width constituting the microgap is small and the thickness of the conductive coating forming the periphery of the microgap is as thin as several tens of μm, the surge withstand capability is limited to about 1500A. In addition, a film forming step of a conductive coating and a laser processing step for forming a micro gap are required, so that the steps become complicated, the production takes time, and the cost is increased.
On the other hand, the arrester-type surge protection element has a withstand capacity of 2000A for a product with a diameter of 5 mm and a resistance of 5000 A for a product with a diameter of 8 mm, and has a surge withstand characteristic higher than that of a glass-coated micro gap type surge protector. I have. Such an arrester-type surge protection element is used for infrastructure equipment such as large home appliances, solar power generation, and water and sewage that require high reliability. The arrester-type surge protection element requires an expensive bonding agent (silver-based brazing material) and an alumina cylindrical member that is more expensive than a glass cylindrical member in joining metal and ceramics. In addition, very high technology is required for joining ceramics and metal parts, and an auxiliary electrode material (such as graphite) is provided inside the electrode, and a dielectric material is applied to the surface of the counter electrode for the purpose of protecting the electrode and promoting discharge. And the production process is complicated. Therefore, the manufacturing cost tends to be significantly higher than that of the glass-coated micro gap type surge protection element. In particular, in the case of using for countermeasures against static electricity, it is necessary to separate electrodes facing each other at a very small interval such as the above-mentioned micro gap, and it has been difficult to set the gap with high accuracy.
In addition, a surge protection element having a trigger film formed on the inner peripheral surface of the insulating tube requires a step of forming a trigger film on the inner peripheral surface of the insulating tube, and a predetermined position on the inner peripheral surface of the insulating tube. However, there is an inconvenience that it is difficult to form a trigger film. As described above, providing a functional film formed of a conductive material such as a trigger film on the inner peripheral surface of the insulating tube has caused an increase in manufacturing steps and manufacturing costs.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、トリガ膜のような機能性膜を電極間に有していると共に非常に狭いギャップを低コストで作製可能であるサージ防護素子及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a functional film such as a trigger film between electrodes and can manufacture a very narrow gap at a low cost, and a manufacturing method thereof. The aim is to provide a method.

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明に係るサージ防護素子は、絶縁性管と、前記絶縁性管の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止する一対の封止電極と、一対の前記封止電極の間で一部を放電空間として空けた状態で一対の前記封止電極の対向面に挟まれて一対の前記封止電極の間隔を規定する間隔調整部とを備え、前記間隔調整部が、一対の前記封止電極間を電気的に絶縁する絶縁性部と、前記放電空間に一部が露出した状態で導電性材料を含有した機能性部とを備えていることを特徴とする。   The present invention has the following features to attain the object mentioned above. That is, a surge protection element according to a first aspect of the present invention includes an insulating tube, a pair of sealing electrodes for closing both ends of the insulating tube to seal a discharge control gas therein, and a pair of the sealing electrodes. A gap adjusting unit that is sandwiched between opposing surfaces of the pair of sealing electrodes and defines a gap between the pair of sealing electrodes in a state where a part of the sealing electrodes is left as a discharge space, and the gap adjusting unit However, it is characterized in that it comprises an insulating portion that electrically insulates between the pair of sealing electrodes, and a functional portion containing a conductive material while being partially exposed to the discharge space. .

このサージ防護素子では、間隔調整部が、一対の封止電極間を電気的に絶縁する絶縁性部と、放電空間に一部が露出した状態で導電性材料を含有した機能性部とを備えているので、狭いギャップであっても絶縁性管の内周面に形成するよりも容易に機能性部を封止電極間に設けることができる。
また、機能性部の領域(厚さや面積)を変更することで、放電空間に対する機能性部の露出量を容易に設定可能であり、導電性を有する機能性部によって放電特性を調整することが可能になる。
さらに、アレスタ型の対向電極を採用していることで、小型でありながら高耐量・高信頼性を得ることができる。
In this surge protection element, the gap adjusting section includes an insulating section that electrically insulates between the pair of sealing electrodes, and a functional section that contains a conductive material while being partially exposed to the discharge space. Therefore, even if the gap is narrow, a functional portion can be provided between the sealing electrodes more easily than forming the functional portion on the inner peripheral surface of the insulating tube.
Also, by changing the region (thickness and area) of the functional part, the amount of exposure of the functional part to the discharge space can be easily set, and the discharge characteristics can be adjusted by the conductive functional part. Will be possible.
Further, by using the arrester-type counter electrode, high durability and high reliability can be obtained while being small.

第2の発明に係るサージ防護素子は、第1の発明において、前記絶縁性管が、円筒状であり、前記間隔調整部が、前記絶縁性管の内周面に外周縁が接触した円環状に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、間隔調整部が、絶縁性管の内周面に外周縁が接触した円環状に形成されているので、間隔調整部の内側に機能性部が露出すると共に放電空間を確保することができる。
A surge protection element according to a second aspect is the surge protection element according to the first aspect, wherein the insulating tube has a cylindrical shape, and the interval adjusting portion has an annular shape in which an outer peripheral edge is in contact with an inner peripheral surface of the insulating tube. It is characterized by being formed in.
That is, in this surge protection element, since the interval adjusting portion is formed in an annular shape in which the outer peripheral edge is in contact with the inner peripheral surface of the insulating tube, the functional portion is exposed inside the interval adjusting portion and the discharge space is formed. Can be secured.

第3の発明に係るサージ防護素子は、第1の発明において、前記絶縁性管が、円筒状であり、前記間隔調整部が、前記対向面の中央部分に配され、円形状に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、間隔調整部が、前記対向面の中央部分に配され、円形状に形成されているので、間隔調整部の外側に機能性部が露出すると共に放電空間を確保することができる。また、対向面中央部分に配された間隔調整部が障壁となり、アーク放電で生じた金属成分が絶縁性管の半径方向反対側の放電空間にまで飛散することを抑制可能である。
A surge protection element according to a third aspect is the surge protection element according to the first aspect, wherein the insulating tube has a cylindrical shape, and the gap adjusting portion is disposed at a central portion of the facing surface, and is formed in a circular shape. It is characterized by having.
That is, in this surge protection element, the interval adjusting portion is disposed at the center of the facing surface and is formed in a circular shape, so that the functional portion is exposed outside the interval adjusting portion and a discharge space is secured. be able to. Further, the gap adjusting portion disposed at the center portion of the facing surface serves as a barrier, and it is possible to suppress the metal component generated by the arc discharge from scattering to the discharge space on the opposite side in the radial direction of the insulating tube.

第4の発明に係るサージ防護素子は、第1から第3の発明のいずれかにおいて、前記機能性部が、イオン源材料を含有していることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、機能性部が、イオン源材料を含有しているので、アーク放電のトリガとしての放電補助機能を有した機能性部とすることができる。
A surge protection element according to a fourth aspect is the surge protection element according to any of the first to third aspects, wherein the functional portion contains an ion source material.
That is, in this surge protection element, since the functional portion contains the ion source material, it can be a functional portion having a discharge assisting function as a trigger for arc discharge.

第5の発明に係るサージ防護素子は、第1から第3の発明のいずれかにおいて、前記機能性部が、前記絶縁性部に挟まれて積層され、前記機能性部が、金属で形成されていることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、機能性部が、金属で形成されているので、飛散した金属成分が金属の機能性部に付着し易くなり、絶縁性部に付着することを抑制可能である。
A surge protection element according to a fifth aspect of the present invention is the surge protection element according to any one of the first to third aspects, wherein the functional part is laminated between the insulating parts, and the functional part is formed of metal. It is characterized by having.
That is, in this surge protection element, since the functional portion is formed of a metal, the scattered metal component easily adheres to the functional portion of the metal, and it is possible to suppress the metal component from adhering to the insulating portion.

第6の発明に係るサージ防護素子は、第1から第3の発明のいずれかにおいて、前記機能性部が、導電性材料で形成された機能性シートであることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、機能性部が、導電性材料を含有した機能性シートであるので、成膜が困難な材料であっても別途シート化して機能性シートとして設置することができる。
A surge protection element according to a sixth aspect is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the functional part is a functional sheet formed of a conductive material.
That is, in this surge protection element, since the functional portion is a functional sheet containing a conductive material, even a material that is difficult to form a film can be separately formed into a sheet and installed as a functional sheet.

第7の発明に係るサージ防護素子は、第1から第6の発明のいずれかにおいて、前記絶縁性部が、絶縁性材料中に導電性粒子を含有している前記機能性部でもあることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、絶縁性部が、絶縁性材料中に導電性粒子を含有している機能性部でもあるので、絶縁性部中のイオン源材料等の導電性粒子により、絶縁性部自体がアーク放電のトリガとしての放電補助機能等を有する機能性部となる。
A surge protection element according to a seventh invention is the surge protection device according to any one of the first to sixth inventions, wherein the insulating part is also the functional part containing conductive particles in an insulating material. Features.
That is, in this surge protection element, the insulating part is also a functional part containing conductive particles in the insulating material, so the insulating part is formed by the conductive particles such as the ion source material in the insulating part. The part itself becomes a functional part having a discharge auxiliary function or the like as a trigger for arc discharge.

第8の発明に係るサージ防護素子は、第1から第7の発明のいずれかにおいて、前記絶縁性管が、ガラス管であることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、絶縁性管が、ガラス管であるので、アルミナ等のセラミックスに比べて安価に作製できると共に、高いガス封止性及び水分等の遮断性により優れた信頼性が得られる。
The surge protection element according to an eighth aspect is characterized in that, in any one of the first to seventh aspects, the insulating tube is a glass tube.
That is, in this surge protection element, since the insulating tube is a glass tube, it can be manufactured at a lower cost than ceramics such as alumina, and at the same time, has excellent reliability due to high gas sealing property and moisture blocking property. Can be

第9の発明に係るサージ防護素子の製造方法は、第1から第8の発明のいずれかに記載のサージ防護素子を製造する方法であって、一対の封止電極の少なくとも一方の対向面に一対の前記封止電極の間隔を規定するための間隔調整部を部分的に形成する間隔調整部形成工程と、一対の前記封止電極で絶縁性管の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止すると共に、一対の前記封止電極の間で一部を放電空間として空けた状態で一対の前記封止電極の対向面により前記間隔調整部を挟む封止工程とを有し、前記間隔調整部形成工程が、一対の前記封止電極の少なくとも一方の対向面に単層又は複数層の薄膜層を形成する薄膜層形成工程を有し、前記薄膜層形成工程が、前記薄膜層のうち少なくとも1層として、絶縁性材料で絶縁性部を形成する絶縁性部形成工程と、前記薄膜層のうち少なくとも1層として、前記放電空間に一部が露出した状態とされ導電性材料を含有した機能性部を形成する機能性部形成工程とを有していることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子の製造方法では、間隔調整部形成工程が、一対の封止電極の少なくとも一方の対向面に単層又は複数層の薄膜層を形成する薄膜層形成工程を有し、薄膜層形成工程が、薄膜層のうち少なくとも1層として、絶縁性材料で絶縁性部を形成する絶縁性部形成工程と、薄膜層のうち少なくとも1層として、放電空間に一部が露出した状態とされ導電性材料を含有した機能性部を形成する機能性部形成工程とを有しているので、パターニングにより容易に薄く多様な形状で薄膜層や機能性部を形成でき、狭いギャップを設けることができる。
A method for manufacturing a surge protection element according to a ninth invention is a method for manufacturing the surge protection element according to any one of the first to eighth inventions, wherein at least one of the pair of sealing electrodes has a facing surface. An interval adjusting portion forming step of partially forming an interval adjusting portion for defining an interval between the pair of sealing electrodes, and closing both end openings of the insulating tube with the pair of sealing electrodes to discharge inside. A sealing step of sealing the control gas and sandwiching the gap adjusting portion between the opposing surfaces of the pair of sealing electrodes in a state where a part of the sealing gas is left as a discharge space between the pair of sealing electrodes. The gap adjusting section forming step includes a thin film layer forming step of forming a single layer or a plurality of thin film layers on at least one opposing surface of the pair of sealing electrodes, and the thin film layer forming step includes: As at least one of the layers, the insulating portion is made of an insulating material. Forming an insulating portion, and forming a functional portion including at least one of the thin film layers in a state of being partially exposed to the discharge space and containing a conductive material. It is characterized by having.
That is, in the method for manufacturing a surge protection element, the gap adjusting portion forming step includes a thin film layer forming step of forming a single layer or a plurality of thin film layers on at least one opposing surface of the pair of sealing electrodes, A layer forming step of forming an insulating portion with an insulating material as at least one of the thin film layers; and a state in which at least one of the thin film layers is partially exposed to the discharge space. And a functional part forming step of forming a functional part containing a conductive material, so that a thin film layer or a functional part can be easily formed in a thin and various shape by patterning, and a narrow gap is provided. Can be.

第10の発明に係るサージ防護素子の製造方法は、第9の発明において、前記薄膜層形成工程で、前記対向面に前記薄膜層となる材料を含有するペーストを部分的に塗布して前記薄膜層を成膜することを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子の製造方法では、薄膜層形成工程で、前記対向面に薄膜層となる材料を含有するペーストを部分的に塗布して薄膜層を成膜するので、ペースト塗布によるパターニングで簡易かつ容易に薄膜層を成膜することができる。
The method for manufacturing a surge protection element according to a tenth aspect is the ninth aspect, wherein in the thin film layer forming step, a paste containing a material to be the thin film layer is partially applied to the facing surface. The method is characterized in that a layer is formed.
That is, in the method of manufacturing the surge protection element, in the thin film layer forming step, the thin film layer is formed by partially applying the paste containing the material to be the thin film layer to the opposing surface. A thin film layer can be formed easily and easily.

第11の発明に係るサージ防護素子の製造方法は、第9又は第10の発明において、前記絶縁性部形成工程が、導電性粒子を含有した絶縁性材料で前記機能性部でもある前記絶縁性部を形成することを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子の製造方法では、絶縁性部形成工程が、導電性粒子を含有した絶縁性材料で機能性部でもある絶縁性部を形成するので、機能性部形成工程を別途行う必要がなく、一つの工程で機能性部として機能する絶縁性部を形成することができる。
A method for manufacturing a surge protection element according to an eleventh aspect of the present invention is the ninth or tenth aspect, wherein the insulating portion forming step is an insulating material containing conductive particles and also the functional portion. Forming a portion.
That is, in the method of manufacturing the surge protection element, the insulating portion forming step forms the insulating portion that is also the functional portion with the insulating material containing the conductive particles. And an insulating portion functioning as a functional portion can be formed in one step.

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るサージ防護素子及びその製造方法によれば、間隔調整部が、一対の封止電極間を電気的に絶縁する絶縁性部と、放電空間に一部が露出した状態で導電性材料を含有した機能性部とを備えるので、狭いギャップであっても絶縁性管の内周面に形成するよりも容易に機能性部を封止電極間に設けることができる。
また、低コストで作製でき、小型でありながら高耐量・高信頼性を得ることができる。
したがって、本発明に係るサージ防護素子は、小型かつ安価で高信頼性の製品が要求される電気機器の電源回路部や通信回路部用などに好適である。特に、本発明のサージ防護素子は、基板実装用として静電気対策を含む幅広い用途に好適である。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the surge protection element and the method of manufacturing the same according to the present invention, the gap adjusting portion is electrically connected to the insulating portion electrically insulating the pair of sealing electrodes from each other, and is electrically conductive in a state where the sealing portion is partially exposed to the discharge space. Since the functional portion containing the functional material is provided, the functional portion can be provided between the sealing electrodes more easily than when the functional portion is formed on the inner peripheral surface of the insulating tube even if the gap is narrow.
In addition, it can be manufactured at low cost, and can achieve high withstand capacity and high reliability despite its small size.
Therefore, the surge protection device according to the present invention is suitable for a power supply circuit unit and a communication circuit unit of an electric device that requires a small, inexpensive, and highly reliable product. In particular, the surge protection element of the present invention is suitable for a wide range of applications including measures against static electricity for mounting on a substrate.

本発明に係るサージ防護素子及びその製造方法の第1実施形態において、サージ防護素子を示す軸線方向の断面図である。FIG. 2 is an axial sectional view showing the surge protection element in the first embodiment of the surge protection element and the method of manufacturing the same according to the present invention. 第1実施形態において、サージ防護素子を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the surge protection element in the first embodiment. 本発明に係るサージ防護素子及びその製造方法の第2実施形態において、サージ防護素子を示す軸線方向の断面図である。FIG. 6 is an axial sectional view showing a surge protection element in a second embodiment of the surge protection element and the method of manufacturing the same according to the present invention. 第2実施形態において、サージ防護素子を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view showing a surge protection element in a 2nd embodiment. 本発明に係るサージ防護素子及びその製造方法の第3実施形態において、サージ防護素子を示す軸線方向の断面図である。FIG. 9 is an axial sectional view showing a surge protection element in a third embodiment of the surge protection element and the method of manufacturing the same according to the present invention.

以下、本発明に係るサージ防護素子及びその製造方法の第1実施形態を、図1及び図2を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, a first embodiment of a surge protection element and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing used in the following description, the scale is appropriately changed in order to make each member a recognizable or easily recognizable size.

本実施形態のサージ防護素子1は、図1及び図2に示すように、絶縁性管2と、絶縁性管2の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止する一対の封止電極3と、一対の封止電極3の間で一部を放電空間Sとして空けた状態で一対の封止電極3の対向面に挟まれて一対の封止電極3の間隔を規定する間隔調整部4とを備えている。
上記間隔調整部4は、一対の封止電極3間を電気的に絶縁する絶縁性部6aと、放電空間Sに一部が露出した状態で導電性材料を含有した機能性部6bとを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the surge protection element 1 of the present embodiment includes an insulating tube 2 and a pair of sealing members for closing the openings at both ends of the insulating tube 2 to seal the discharge control gas therein. An interval defining the interval between the pair of sealing electrodes 3 sandwiched between the opposing surfaces of the pair of sealing electrodes 3 in a state where a part thereof is provided as a discharge space S between the stop electrode 3 and the pair of sealing electrodes 3. And an adjusting unit 4.
The gap adjusting section 4 includes an insulating section 6a for electrically insulating the pair of sealing electrodes 3 from each other, and a functional section 6b containing a conductive material while being partially exposed to the discharge space S. ing.

本実施形態の間隔調整部4は、前記対向面に設けられた複数層の薄膜層を備え、薄膜層のうち少なくとも1層が、絶縁性材料で形成された絶縁性部6aとされ、薄膜層のうち少なくとも1層が、放電空間に一部が露出した状態で導電性材料を含有した機能性部6bとされている。   The interval adjusting section 4 of the present embodiment includes a plurality of thin film layers provided on the facing surface, and at least one of the thin film layers is an insulating section 6a formed of an insulating material. At least one layer is a functional part 6b containing a conductive material in a state where a part thereof is exposed to the discharge space.

上記絶縁性管2は、円筒状であり、鉛ガラス等のガラス管で形成されている。なお、絶縁性管2は、安価で封止性等に優れたガラス管で形成することが好ましいが、アルミナなどの結晶性セラミックス材で形成しても構わない。
上記絶縁性管2内に封入される放電制御ガスは、不活性ガス等であって、例えばHe,Ar,Ne,Xe,Kr,SF,CO,C,C,CF,H,大気等及びこれらの混合ガスが採用される。
The insulating tube 2 has a cylindrical shape and is formed of a glass tube of lead glass or the like. Note that the insulating tube 2 is preferably formed of a glass tube which is inexpensive and has excellent sealing properties, but may be formed of a crystalline ceramic material such as alumina.
The discharge control gas sealed in the insulating tube 2 is an inert gas or the like, for example, He, Ar, Ne, Xe, Kr, SF 6 , CO 2 , C 3 F 8 , C 2 F 6 , CF 4 , H 2 , atmosphere, etc., and a mixed gas thereof are employed.

上記封止電極3は、例えばジュメット線,42アロイ(Fe:58wt%、Ni:42wt%),Cu等で円柱状に形成されている。
なお、本実施形態では、一対の封止電極3が絶縁性管2の内側に入り込んで両端開口部を閉塞している。
各封止電極3には、外側に突出したリード線5の基端部が埋め込まれている。
The sealing electrode 3 is formed of, for example, a dumet wire, a 42 alloy (Fe: 58 wt%, Ni: 42 wt%), Cu, or the like in a columnar shape.
In the present embodiment, the pair of sealing electrodes 3 enter the inside of the insulating tube 2 to close the openings at both ends.
The base end of the lead wire 5 projecting outward is embedded in each sealing electrode 3.

本実施形態の間隔調整部4は、封止電極3の対向面に直接成膜された絶縁性部6aと、一対の絶縁性部6aに挟まれて積層された機能性部6bとの3層で構成されている。
上記間隔調整部4は、絶縁性管2の内周面に外周縁が接触した円環状に形成されている。
したがって、間隔調整部4の内側に、略円盤状の放電空間Sが形成されている。
The gap adjusting section 4 of the present embodiment includes three layers of an insulating section 6a formed directly on the surface facing the sealing electrode 3 and a functional section 6b stacked between the pair of insulating sections 6a. It is composed of
The space adjusting section 4 is formed in an annular shape in which the outer peripheral edge is in contact with the inner peripheral surface of the insulating tube 2.
Therefore, a substantially disk-shaped discharge space S is formed inside the space adjustment unit 4.

なお、本実施形態では、絶縁性部6a及び機能性部6bが同一の形状(同一外径、同一内径の円環状の薄膜層)とされているが、一対の封止電極3間の絶縁性と放電空間Sとを確保でき、機能性部6bの一部が放電空間Sに露出していれば、互いに異なる形状としても構わない。   In this embodiment, the insulating portion 6a and the functional portion 6b have the same shape (an annular thin film layer having the same outer diameter and the same inner diameter). And the discharge space S can be ensured, and as long as a part of the functional portion 6b is exposed to the discharge space S, the shapes may be different from each other.

また、間隔調整部4は、厚さが例えば200〜800μmとなるように、積層する絶縁性部6a及び機能性部6bの厚さと積層数とが設定される。すなわち、間隔調整部4の厚さが封止電極間距離となる。
また、封止電極3の対向面の面積に対して、間隔調整部4の対向面に対する設置面積は50%以内に設定することが好ましい。すなわち、間隔調整部4の設置面積を50%以内としたのは、50%を超えると十分な放電空間Sが確保できないためである。
The thickness and the number of the insulating portions 6a and the functional portions 6b to be laminated are set so that the interval adjusting portion 4 has a thickness of, for example, 200 to 800 μm. That is, the thickness of the gap adjusting section 4 becomes the distance between the sealing electrodes.
In addition, it is preferable that the installation area of the space adjustment unit 4 with respect to the facing surface of the sealing electrode 3 be set to 50% or less of the area of the facing surface. That is, the reason why the installation area of the gap adjusting section 4 is set to be within 50% is that if it exceeds 50%, a sufficient discharge space S cannot be secured.

上記機能性部6bは、導電性材料で形成された機能性シートである。
特に、本実施形態では、機能性部6bが、イオン源材料で形成されている。
例えば、機能性部6bは、イオン源材料であって電子放出能が封止電極3よりも高い材料、炭素材等で形成された放電補助部である。機能性部6bは、例えば円環状のグラファイトシートである。
The functional part 6b is a functional sheet formed of a conductive material.
Particularly, in the present embodiment, the functional portion 6b is formed of an ion source material.
For example, the functional part 6b is a discharge auxiliary part formed of a material that is an ion source material and has a higher electron emission ability than the sealing electrode 3, a carbon material, or the like. The functional part 6b is, for example, an annular graphite sheet.

本実施形態のサージ防護素子1の製造方法は、一対の封止電極3の少なくとも一方の対向面に一対の封止電極3の間隔を規定するための間隔調整部4を部分的に形成する間隔調整部形成工程と、一対の封止電極3で絶縁性管2の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止すると共に、一対の封止電極3の間で一部を放電空間Sとして空けた状態で一対の封止電極3の対向面により間隔調整部4を挟む封止工程とを有している。   In the method of manufacturing the surge protection element 1 according to the present embodiment, an interval in which at least one of the pair of sealing electrodes 3 is opposed to the gap adjusting portion 4 for defining the interval between the pair of sealing electrodes 3 is partially formed. An adjusting portion forming step, and a pair of sealing electrodes 3 close both ends of the insulating tube 2 to seal a discharge control gas therein, and a part of the discharge space is formed between the pair of sealing electrodes 3. And a sealing step of sandwiching the gap adjusting portion 4 between the opposing surfaces of the pair of sealing electrodes 3 in a state where S is left.

上記間隔調整部形成工程は、一対の封止電極3の少なくとも一方の対向面に複数層の薄膜層を形成する薄膜層形成工程を有している。
上記薄膜層形成工程は、薄膜層のうち少なくとも1層として、絶縁性材料で絶縁性部6aを形成する絶縁性部形成工程と、薄膜層のうち少なくとも1層として、放電空間Sに一部が露出した状態とされ導電性材料を含有した機能性部6bを形成する機能性部形成工程とを有している。
The interval adjusting section forming step includes a thin film layer forming step of forming a plurality of thin film layers on at least one opposing surface of the pair of sealing electrodes 3.
The thin film layer forming step includes an insulating portion forming step of forming an insulating portion 6a of an insulating material as at least one of the thin film layers, and a part of the thin film layer in the discharge space S as at least one of the thin film layers. Forming a functional portion 6b that is exposed and that contains a conductive material.

なお、本実施形態の機能性部積層工程では、導電性材料で形成された機能性部6bを一対の封止電極3の対向面に成膜された絶縁性部6aで挟んでいる。
上記薄膜層形成工程では、前記対向面に絶縁性部6aとなる絶縁性材料を含有するペーストを部分的に塗布して絶縁性部6aを形成する。
上記ペーストとしては、例えばペースト主剤としてセラミックス,ガラス,樹脂粉末等を含有したものが採用される。
In the functional part laminating step of the present embodiment, the functional part 6b formed of a conductive material is sandwiched between the insulating parts 6a formed on the opposing surfaces of the pair of sealing electrodes 3.
In the thin film layer forming step, the insulating portion 6a is formed by partially applying a paste containing an insulating material to be the insulating portion 6a to the opposing surface.
As the paste, for example, a paste containing ceramics, glass, resin powder, or the like as a main paste material is employed.

本実施形態では、一対の封止電極3における対向面の両方に上記ペーストを円環状に塗布してパターニングし、対向面上に絶縁性部6aを直接成膜する。
絶縁性部6aを成膜した一対の封止電極3を、図2に示すように、対向状態で絶縁性管2に挿入する際、一対の封止電極3の間に機能性シートである機能性部6bを配し、これを一対の絶縁性部6aで挟んだ状態で対向させる。この状態で、熱処理により絶縁性管2と封止電極3とを接合することで、間隔調整部4を有したサージ防護素子1が作製される。
In the present embodiment, the paste is applied in an annular shape to both opposing surfaces of the pair of sealing electrodes 3 and patterned, and the insulating portion 6a is formed directly on the opposing surfaces.
As shown in FIG. 2, when a pair of sealing electrodes 3 having the insulating portions 6a formed thereon are inserted into the insulating tube 2 in a facing state, a function as a functional sheet is provided between the pair of sealing electrodes 3. The insulating portion 6b is disposed, and is opposed to each other while being sandwiched between the pair of insulating portions 6a. In this state, the insulating tube 2 and the sealing electrode 3 are joined by heat treatment, whereby the surge protection element 1 having the gap adjusting section 4 is manufactured.

このサージ防護素子1では、過電圧又は過電流が侵入すると、まず放電補助部となる機能性部6bと封止電極3との間で初期放電が行われ、この初期放電をきっかけに、さらに放電が進展すると、一方の封止電極3から他方の封止電極3へアーク放電が行われる。   In this surge protection element 1, when an overvoltage or an overcurrent enters, an initial discharge is first performed between the functional portion 6b serving as a discharge auxiliary portion and the sealing electrode 3, and further discharge is triggered by the initial discharge. As it progresses, arc discharge is performed from one sealing electrode 3 to the other sealing electrode 3.

このように本実施形態のサージ防護素子1では、間隔調整部4が、一対の封止電極3間を電気的に絶縁する絶縁性部6aと、放電空間Sに一部が露出した状態で導電性材料を含有した機能性部6bとを備えているので、狭いギャップであっても絶縁性管2の内周面に形成するよりも容易に機能性部6bを封止電極3間に設けることができる。   As described above, in the surge protection element 1 according to the present embodiment, the interval adjusting section 4 is configured such that the gap adjusting section 4 electrically connects the pair of sealing electrodes 3 to the insulating section 6 a and electrically connects the insulating section 6 a to the discharge space S in a partially exposed state. And the functional portion 6b containing a functional material, so that the functional portion 6b can be provided between the sealing electrodes 3 more easily than on the inner peripheral surface of the insulating tube 2 even if the gap is narrow. Can be.

また、機能性部6bの厚さや面積を変更することで、放電空間Sに対する機能性部6bの露出量を容易に設定可能であり、導電性を有する機能性部6bによって放電特性を調整することが可能になる。
また、機能性部6bが、イオン源材料で形成されているので、アーク放電のトリガとしての放電補助機能を有した機能性部6bとすることができる。
特に、機能性部6bが、導電性材料で形成された機能性シートであるので、成膜が困難な材料であっても別途シート化して機能性シートとして設置することができる。
Further, by changing the thickness and area of the functional portion 6b, the amount of exposure of the functional portion 6b to the discharge space S can be easily set, and the discharge characteristics can be adjusted by the conductive functional portion 6b. Becomes possible.
Further, since the functional portion 6b is formed of an ion source material, the functional portion 6b having a discharge assisting function as a trigger for arc discharge can be provided.
In particular, since the functional portion 6b is a functional sheet formed of a conductive material, even a material that is difficult to form a film can be separately formed into a sheet and installed as a functional sheet.

さらに、アレスタ型の対向電極を採用していることで、小型でありながら高耐量・高信頼性を得ることができる。
特に、絶縁性管2が、ガラス管であるので、アルミナ等のセラミックスに比べて安価に作製できると共に、高いガス封止性及び水分等の遮断性により優れた信頼性が得られる。
また、間隔調整部4が、絶縁性管2の内周面に外周縁が接触した円環状に形成されているので、間隔調整部4の内側に機能性部6bが露出すると共に放電空間Sを確保することができる。
Further, by using the arrester-type counter electrode, high durability and high reliability can be obtained while being small.
In particular, since the insulating tube 2 is a glass tube, the insulating tube 2 can be manufactured at a lower cost than ceramics such as alumina, and excellent reliability can be obtained due to a high gas sealing property and a barrier property against moisture and the like.
Further, since the gap adjusting section 4 is formed in an annular shape in which the outer peripheral edge is in contact with the inner circumferential surface of the insulating tube 2, the functional section 6 b is exposed inside the gap adjusting section 4 and the discharge space S is formed. Can be secured.

また、本実施形態のサージ防護素子1の製造方法では、間隔調整部形成工程が、一対の封止電極3の少なくとも一方の対向面に複数層の薄膜層を形成する薄膜層形成工程を有している。
上記薄膜層形成工程は、薄膜層のうち少なくとも1層として、絶縁性材料で絶縁性部6aを形成する絶縁性部形成工程と、薄膜層のうち少なくとも1層として、放電空間Sに一部が露出した状態とされ導電性材料を含有した機能性部6bを形成する機能性部形成工程とを有しているので、パターニングにより容易に薄く多様な形状で絶縁性部6aを形成できると共に、絶縁性部6aで機能性部6bを挟んで積層した状態で狭いギャップを設けることができる。
特に、絶縁性部形成工程で、前記対向面に絶縁性部6aとなる絶縁性材料を含有するペーストを部分的に塗布して絶縁性部6aを形成するので、ペースト塗布によるパターニングで簡易かつ容易に絶縁性部6aを成膜することができる。
Further, in the method for manufacturing the surge protection element 1 according to the present embodiment, the step of forming the gap adjusting portion includes a step of forming a plurality of thin film layers on at least one of the opposing surfaces of the pair of sealing electrodes 3. ing.
The thin film layer forming step includes an insulating portion forming step of forming an insulating portion 6a of an insulating material as at least one of the thin film layers, and a part of the thin film layer in the discharge space S as at least one of the thin film layers. A functional portion forming step of forming a functional portion 6b that is exposed and contains a conductive material, so that the insulating portion 6a can be easily formed in a variety of thin shapes by patterning, A narrow gap can be provided in a state where the functional part 6a is stacked with the functional part 6b sandwiched therebetween.
In particular, in the insulating portion forming step, the insulating portion 6a is formed by partially applying a paste containing an insulating material to be the insulating portion 6a to the opposing surface, so that patterning by paste application is simple and easy. The insulating portion 6a can be formed as a film.

次に、本発明に係るサージ防護素子の第2及び第3実施形態について、図3から図5を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。   Next, second and third embodiments of the surge protection element according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In the following description of each embodiment, the same components described in the above embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、円環状の絶縁性部6a及び機能性部6bを重ねて間隔調整部4を構成しているのに対し、第2実施形態のサージ防護素子21は、図3及び図4に示すように、円形状の絶縁性部26a及び機能性部26bを重ねて間隔調整部24を構成している点である。
すなわち、第2実施形態では、間隔調整部24が、封止電極3の対向面の中央部分に配され、絶縁性部26a及び機能性部26bが、互いに軸線が共通した円形状に形成されている。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the interval adjusting unit 4 is configured by overlapping the annular insulating portion 6a and the functional portion 6b. As shown in FIGS. 3 and 4, the surge protection element 21 according to the second embodiment is configured such that the circular insulating section 26a and the functional section 26b are overlapped to form the interval adjusting section 24.
That is, in the second embodiment, the interval adjusting unit 24 is disposed at the center of the opposing surface of the sealing electrode 3, and the insulating unit 26a and the functional unit 26b are formed in a circular shape having a common axis. I have.

このように間隔調整部24が対向面の中央部分に配されることで、間隔調整部24の外側に、略円環状の放電空間Sが形成される。
本実施形態の間隔調整部24は、封止電極3の対向面に直接成膜された絶縁性部26aと機能性部26bとが軸線方向に重ねられた3層で構成されている。
By arranging the space adjusting portion 24 in the center portion of the facing surface in this way, a substantially annular discharge space S is formed outside the space adjusting portion 24.
The gap adjusting section 24 of the present embodiment is formed of three layers in which an insulating section 26a and a functional section 26b formed directly on the surface facing the sealing electrode 3 are overlapped in the axial direction.

また、第1実施形態では、機能性部6bがイオン源材料で形成されているのに対し、第2実施形態では、機能性部26bが、金属で形成されている点でも異なっている。
第2実施形態の機能性部26bは、例えば封止電極3と同じ42アロイやCu等の金属でシート状に形成されている。
Further, in the first embodiment, the functional portion 6b is formed of an ion source material, whereas in the second embodiment, the functional portion 26b is formed of a metal.
The functional portion 26b of the second embodiment is formed in a sheet shape from, for example, the same metal as 42 alloy or Cu as the sealing electrode 3.

第2実施形態では、一対の封止電極3における対向面の両方に上記ペーストを円形状に塗布してパターニングし、対向面上に絶縁性部26aを直接成膜する。
絶縁性部26aを成膜した一対の封止電極3を、図4に示すように、対向状態で絶縁性管2に挿入する際、一対の封止電極3の間に機能性シートである機能性部26bを配し、これを絶縁性部26aで挟んだ状態で対向させる。この状態で、熱処理により絶縁性管2と封止電極3とを接合することで、間隔調整部24を有したサージ防護素子21が作製される。
In the second embodiment, the paste is applied in a circular shape to both of the opposing surfaces of the pair of sealing electrodes 3 and patterned, and the insulating portion 26a is formed directly on the opposing surfaces.
As shown in FIG. 4, when the pair of sealing electrodes 3 on which the insulating portions 26a are formed are inserted into the insulating tube 2 in a facing state, a function as a functional sheet is provided between the pair of sealing electrodes 3. The insulating portion 26b is disposed, and is opposed to each other while being sandwiched between the insulating portions 26a. In this state, the insulating tube 2 and the sealing electrode 3 are joined by heat treatment, whereby the surge protection element 21 having the gap adjusting portion 24 is manufactured.

このように第2実施形態のサージ防護素子21では、機能性部26bが、金属で形成されているので、飛散した金属成分が金属の機能性部26bに付着し易くなり、絶縁性部26aに付着することを抑制可能である。
また、間隔調整部24が、前記対向面の中央部分に配され、絶縁性部26a及び機能性部26bが、互いに軸線が共通した円形状に形成されているので、間隔調整部24の外側に機能性部26bが露出すると共に放電空間Sを確保することができる。また、対向面中央部分に配された間隔調整部24が障壁となり、アーク放電で生じた金属成分が絶縁性管2の半径方向反対側の放電空間Sにまで飛散することを抑制可能である。
As described above, in the surge protection element 21 of the second embodiment, since the functional portion 26b is formed of a metal, the scattered metal component easily adheres to the metal functional portion 26b, and the insulating portion 26a Adhesion can be suppressed.
In addition, the gap adjusting section 24 is disposed at the center of the facing surface, and the insulating section 26a and the functional section 26b are formed in a circular shape having a common axis. The functional space 26b is exposed, and the discharge space S can be secured. Further, the gap adjusting portion 24 disposed in the center portion of the facing surface serves as a barrier, so that it is possible to suppress the metal component generated by the arc discharge from scattering to the discharge space S on the opposite side in the radial direction of the insulating tube 2.

第3実施形態と第1実施形態との異なる点は、第2実施形態では、間隔調整部24が、封止電極3の対向面に直接成膜された絶縁性部26aと機能性部26bとが軸線方向に重ねられた3層で構成されているのに対し、第3実施形態のサージ防護素子31では、図5に示すように、間隔調整部34が、封止電極3の対向面に設けられた単層の薄膜層である絶縁性部36aで構成されている点である。   The difference between the third embodiment and the first embodiment is that, in the second embodiment, the interval adjusting unit 24 is configured such that the insulating unit 26a and the functional unit 26b are formed directly on the opposing surface of the sealing electrode 3. Are formed in three layers superposed in the axial direction. On the other hand, in the surge protection element 31 of the third embodiment, as shown in FIG. The point is that it is constituted by the insulating portion 36a which is a single thin film layer provided.

また、第3実施形態の絶縁性部36aは、絶縁性材料中に導電性粒子Cを含有している機能性部でもある点で第1実施形態と異なっている。
すなわち、上記絶縁性部36aは、全体として絶縁性を維持している状態でイオン源材料等の導電性粒子Cを分散状態で含んでいる。
例えば、絶縁性部36aは、絶縁性材料中にイオン源材料である炭素粒子を導電性粒子Cとして含有させており、一部の導電性粒子Cが周縁部の表面に露出している。
Further, the insulating portion 36a of the third embodiment is different from the first embodiment in that it is also a functional portion containing conductive particles C in an insulating material.
That is, the insulating portion 36a contains the conductive particles C such as an ion source material in a dispersed state while maintaining the insulating property as a whole.
For example, the insulating portion 36a contains carbon particles as an ion source material as conductive particles C in the insulating material, and some of the conductive particles C are exposed on the surface of the peripheral portion.

第3実施形態の薄膜層形成工程(絶縁性部形成工程)では、一対の封止電極3の一方の対向面に絶縁性部36aとなる導電性粒子C入り絶縁性材料を含有するペーストを部分的に塗布して絶縁性部36aを形成する。
上記ペーストとしては、例えばペースト主剤としてセラミックス,ガラス,樹脂粉末等を含有したものが採用され、導電性粒子Cとして炭素粒子が含有される。
In the thin film layer forming step (insulating portion forming step) of the third embodiment, a paste containing an insulating material containing conductive particles C to be the insulating portion 36a is partially applied to one of the opposing surfaces of the pair of sealing electrodes 3. To form an insulating portion 36a.
As the paste, for example, a paste containing ceramics, glass, resin powder, or the like as a main paste material is employed, and carbon particles are contained as conductive particles C.

このように第3実施形態のサージ防護素子31では、絶縁性部36aが、絶縁性材料中に導電性粒子Cを含有しているので、絶縁性部36a中のイオン源材料等の導電性粒子Cにより、絶縁性部36a自体がアーク放電のトリガとしての放電補助機能等を有することができる。
また、絶縁性部形成工程が、導電性粒子Cを含有した絶縁性材料で機能性部でもある絶縁性部36aを形成するので、機能性部形成工程を別途行う必要がなく、一つの工程で機能性部として機能する絶縁性部36aを形成することができる。
As described above, in the surge protection element 31 of the third embodiment, since the insulating portion 36a contains the conductive particles C in the insulating material, the conductive particles such as the ion source material in the insulating portion 36a are included. With C, the insulating portion 36a itself can have a discharge assist function or the like as a trigger for arc discharge.
In addition, since the insulating portion forming step forms the insulating portion 36a which is also a functional portion with an insulating material containing the conductive particles C, there is no need to separately perform the functional portion forming step, and the process is performed in one step. The insulating portion 36a functioning as a functional portion can be formed.

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   Note that the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記各実施形態のように絶縁性部をペースト塗布法によって成膜することが好ましいが、スパッタリング等の他の成膜方法を採用しても構わない。
また、上記第1及び第2実施形態では、機能性シートの機能性部を採用したが、ペースト塗布法等によって薄膜層の機能性部を成膜しても構わない。
また、上記第1及び第2実施形態では、2つの絶縁性部と1つの機能性部との3層で間隔調整部が構成されているが、絶縁性部で挟んだ機能性部を2以上設けて4層以上で間隔調整部を構成しても構わない。
さらに、上記第3実施形態では、ペースト塗布法で単層の機能性部を形成しているが、導電性粒子を含有した絶縁性シートを対向面間に設置しても構わない。
For example, it is preferable that the insulating portion is formed by the paste coating method as in the above embodiments, but another film forming method such as sputtering may be adopted.
In the first and second embodiments, the functional portion of the functional sheet is used. However, the functional portion of the thin film layer may be formed by a paste coating method or the like.
Further, in the first and second embodiments, the gap adjusting section is constituted by three layers of two insulating sections and one functional section, but two or more functional sections sandwiched between the insulating sections are provided. The distance adjusting unit may be provided with four or more layers.
Further, in the third embodiment, the single-layer functional portion is formed by the paste coating method, but an insulating sheet containing conductive particles may be provided between the facing surfaces.

1,21,31…サージ防護素子、2…絶縁性管、3…封止電極、4,24,34…間隔調整部、6a,26a,36a…絶縁性部、6b,26b…機能性部、S…放電空間   1, 21, 31 ... surge protection element, 2 ... insulating tube, 3 ... sealing electrode, 4, 24, 34 ... interval adjusting section, 6a, 26a, 36a ... insulating section, 6b, 26b ... functional section, S: discharge space

Claims (11)

絶縁性管と、
前記絶縁性管の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止する一対の封止電極と、
一対の前記封止電極の間で一部を放電空間として空けた状態で一対の前記封止電極の対向面に挟まれて一対の前記封止電極の間隔を規定する間隔調整部とを備え、
前記間隔調整部が、一対の前記封止電極間を電気的に絶縁する絶縁性部と、
前記放電空間に一部が露出した状態で導電性材料を含有した機能性部とを備えていることを特徴とするサージ防護素子。
An insulating tube;
A pair of sealing electrodes for closing the opening at both ends of the insulating tube and sealing the discharge control gas inside,
An interval adjuster that is interposed between opposing surfaces of the pair of sealing electrodes in a state in which a part is provided as a discharge space between the pair of sealing electrodes, and defines an interval between the pair of sealing electrodes,
The gap adjusting section is an insulating section that electrically insulates between the pair of sealing electrodes,
And a functional part containing a conductive material in a state where a part thereof is exposed to the discharge space.
請求項1に記載のサージ防護素子において、
前記絶縁性管が、円筒状であり、
前記間隔調整部が、前記絶縁性管の内周面に外周縁が接触した円環状に形成されていることを特徴とするサージ防護素子。
The surge protection device according to claim 1,
The insulating tube is cylindrical,
The surge protector according to claim 1, wherein the gap adjusting section is formed in an annular shape with an outer peripheral edge in contact with an inner peripheral surface of the insulating tube.
請求項1に記載のサージ防護素子において、
前記絶縁性管が、円筒状であり、
前記間隔調整部が、前記対向面の中央部分に配され、円形状に形成されていることを特徴とするサージ防護素子。
The surge protection device according to claim 1,
The insulating tube is cylindrical,
The surge protection element is characterized in that the gap adjusting section is arranged at a central portion of the facing surface and is formed in a circular shape.
請求項1から3のいずれか一項に記載のサージ防護素子において、
前記機能性部が、イオン源材料を含有していることを特徴とするサージ防護素子。
The surge protection device according to any one of claims 1 to 3,
A surge protection element, wherein the functional part contains an ion source material.
請求項1から3のいずれか一項に記載のサージ防護素子において、
前記機能性部が、前記絶縁性部に挟まれて積層され、金属で形成されていることを特徴とするサージ防護素子。
The surge protection device according to any one of claims 1 to 3,
The surge protector according to claim 1, wherein the functional portion is laminated and sandwiched between the insulating portions, and is formed of metal.
請求項1から3のいずれか一項に記載のサージ防護素子において、
前記機能性部が、導電性材料を含有した機能性シートであることを特徴とするサージ防護素子。
The surge protection device according to any one of claims 1 to 3,
The surge protector, wherein the functional part is a functional sheet containing a conductive material.
請求項1から6のいずれか一項に記載のサージ防護素子において、
前記絶縁性部が、絶縁性材料中に導電性粒子を含有している前記機能性部でもあることを特徴とするサージ防護素子。
The surge protection device according to any one of claims 1 to 6,
A surge protection element, wherein the insulating portion is also the functional portion containing conductive particles in an insulating material.
請求項1から7のいずれか一項に記載のサージ防護素子において、
前記絶縁性管が、ガラス管であることを特徴とするサージ防護素子。
The surge protection device according to any one of claims 1 to 7,
2. The surge protection device according to claim 1, wherein the insulating tube is a glass tube.
請求項1から8のいずれか一項に記載のサージ防護素子を製造する方法であって、
一対の封止電極の少なくとも一方の対向面に一対の前記封止電極の間隔を規定するための間隔調整部を部分的に形成する間隔調整部形成工程と、
一対の前記封止電極で絶縁性管の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止すると共に、一対の前記封止電極の間で一部を放電空間として空けた状態で一対の前記封止電極の対向面により前記間隔調整部を挟む封止工程とを有し、
前記間隔調整部形成工程が、一対の前記封止電極の少なくとも一方の対向面に単層又は複数層の薄膜層を形成する薄膜層形成工程を有し、
前記薄膜層形成工程が、前記薄膜層のうち少なくとも1層として、絶縁性材料で絶縁性部を形成する絶縁性部形成工程と、
前記薄膜層のうち少なくとも1層として、前記放電空間に一部が露出した状態とされ導電性材料を含有した機能性部を形成する機能性部形成工程とを有していることを特徴とするサージ防護素子の製造方法。
A method for manufacturing a surge protection device according to any one of claims 1 to 8,
An interval adjusting portion forming step of partially forming an interval adjusting portion for defining an interval between the pair of sealing electrodes on at least one facing surface of the pair of sealing electrodes,
A pair of the sealing electrodes close the openings at both ends of the insulating tube to seal the discharge control gas therein, and a pair of the sealing electrodes in a state where a part thereof is opened as a discharge space between the sealing electrodes. A sealing step of sandwiching the gap adjusting portion by the opposing surface of the sealing electrode,
The interval adjusting portion forming step includes a thin film layer forming step of forming a single layer or a plurality of thin film layers on at least one facing surface of the pair of sealing electrodes,
The thin film layer forming step, as at least one of the thin film layers, an insulating portion forming step of forming an insulating portion with an insulating material;
A functional part forming step of forming a functional part containing a conductive material in a state where a part thereof is exposed to the discharge space, as at least one of the thin film layers. Manufacturing method of surge protection element.
請求項9に記載のサージ防護素子の製造方法において、
前記薄膜層形成工程で、前記対向面に前記薄膜層となる材料を含有するペーストを部分的に塗布して前記薄膜層を成膜することを特徴とするサージ防護素子の製造方法。
The method for manufacturing a surge protection element according to claim 9,
The method for manufacturing a surge protection element, wherein in the thin film layer forming step, a paste containing a material to be the thin film layer is partially applied to the facing surface to form the thin film layer.
請求項9又は10に記載のサージ防護素子の製造方法において、
前記絶縁性部形成工程が、導電性粒子を含有した絶縁性材料で前記機能性部でもある前記絶縁性部を形成することを特徴とするサージ防護素子の製造方法。
The method for manufacturing a surge protection element according to claim 9 or 10,
The method for manufacturing a surge protection element, wherein the insulating portion forming step includes forming the insulating portion, which is also the functional portion, with an insulating material containing conductive particles.
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